CN216850329U - 天线结构和智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线结构和智能穿戴设备。天线结构包括金属框，所述金属框上至少设有一个馈点和至少一个接地点；所述馈点用于馈电以发射和接收无线信号；所述接地点用于接地；至少一个所述馈点、至少一个所述接地点与所述金属框形成至少两个不同波长的天线。通过采用上述方案，实现了提高天线性能和利用率。

Description

天线结构和智能穿戴设备

技术领域

本实用新型实施例涉及天线技术，尤其涉及一种天线结构和智能穿戴设备。

背景技术

目前，市面上的可穿戴设备，大多只是接收或者发射频率信号，比如接收 GPS信号，接收或发射蓝牙信号，伴随着可穿戴设备在通信中的需求的增加，急需一种既可以接收和发送特定频率、单频段和/或多频段信号的天线，既能满足可穿戴设备的定位及接收发蓝牙信号的常规需求，又能满足可穿戴设备的通信需求。

针对于上述技术问题，现有的技术方案，将可穿戴设备的天线分离的设置，一部分用于接收和发送频率信号，另一部分用于接收单频段或多频段信号。例如智能手表的天线很多是将GPS双频L1/L5天线做到金属环上，BT/WIFI天线单独用钢片或者FPC做到侧壁或者支架上。这样会占用很多手表内部空间，而且BT/WIFI天线做在内部，辐射效果不是很好。

上述解决方案，一方面在不同的部位设置金属天线，会对天线形成相互干扰，影响天线的性能，另一方面，可穿戴设备在往小型化发展，在多处设置天线，对可穿戴设备的尺寸的缩小提出了严峻的挑战。

实用新型内容

本实用新型提供一种天线结构和智能穿戴设备，以实现提高天线性能和利用率。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种天线结构，天线结构包括金属框，所述金属框上至少设有一个馈点和至少一个接地点；

所述馈点用于馈电以发射和接收无线信号；

所述接地点用于接地；

至少一个所述馈点、至少一个所述接地点与所述金属框形成至少两个不同波长的天线。

在本实用新型的可选实施例中，所述馈点和所述接地点的数量均为一个；

所述馈点与所述接地点将所述金属框划分为第一框段和第二框段，所述第一框段和所述第二框段的长度不同。

在本实用新型的可选实施例中，所述馈点的数量为至少一个，所述接地点的数量为两个，至少一个所述馈点与一个所述接地点之间的所述金属框长度和该所述馈点与另一个所述接地点之间的所述金属框的长度不同。

在本实用新型的可选实施例中，所述馈点的数量为一个。

在本实用新型的可选实施例中，所述馈点的数量为两个，两个馈点为第一馈点和第二馈点，所述第一馈点用于馈电以发射和接收第一频段的无线信号，所述第二馈点用于馈电以发射和接收第二频段的无线信号；

所述接地点的数量为两个，两个接地点分别为第一接地点和第二接地点；

所述第一馈点和所述第二馈点将所述金属框划分为第三框段和第四框段；

所述第一接地点设置在所述第三框段上，所述第二接地点设置在所述第四框段上；

所述第一接地点将所述第三框段划分为第一子框段和第二子框段，所述第一子框段较所述第二子框段靠近所述第一馈点；

所述第二接地点将所述第四框段划分为第三子框段和第四子框段，所述第三子框段较所述第四子框段靠近所述第一馈点；

所述第一子框段和所述第三子框段的长度不同，所述第二子框段和所述第四子框段的长度不同。

在本实用新型的可选实施例中，所述金属框为圆环状。

在本实用新型的可选实施例中，至少一个所述接地点和地之间设有调谐元件。

在本实用新型的可选实施例中，所述第一接地点和/或所述第二接地点与地之间设有调谐元件。

在本实用新型的可选实施例中，所述第一馈点和/或第二馈点与所述第一接地点之间设有调谐元件；

和/或，所述第一馈点和/或第二馈点与所述第二接地点之间设有调谐元件。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种智能穿戴设备，智能穿戴设备包括设备本体和本发明任一实施例所述的天线结构。

本实用新型通过在金属框上至少设有一个馈点和至少一个接地点，至少一个所述馈点、至少一个所述接地点与所述金属框能够形成至少两个不同波长的天线，从而对于同一个金属框而言，通过馈点和接地点的设置能够形成至少两个不同波长的天线，故能够发射和接收至少两个不同波长的无线信号，有效利用自身具备的金属框来设计天线，节省了天线结构所占用的设计空间，同时接地点的设置，也能有效对接收到的信号进行隔离，实现了提高天线性能和利用率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种天线结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种天线结构应用在智能穿戴设备中的结构框图；

图3是本实用新型实施例一提供的另一种天线结构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的另一种天线结构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的另一种天线结构应用在智能穿戴设备中的结构框图；

图6是本实用新型实施例一提供的另一种天线结构的结构示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的另一种天线结构应用在智能穿戴设备中的结构框图；

图8是本实用新型实施例一提供的另一种天线结构的结构示意图；

图9是本实用新型实施例一提供的另一种天线结构应用在智能穿戴设备中的结构框图。

其中：1、金属框；11、第一框段；12、第二框段；13、第三框段；131、第一子框段；132、第二子框段；14、第四框段；141、第三子框段；142、第四子框段；2、馈点；21、第一馈点；22、第二馈点；3、接地点；31、第一接地点；32、第二接地点；4、调谐元件；5、天线；6、匹配电路；7、射频链路；8、频段控制芯片；81、第一频段控制芯片；82、第二频段控制芯片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种天线结构的结构示意图，如图1所示，天线结构包括金属框1，金属框1上至少设有一个馈点2和至少一个接地点3。

馈点2用于馈电以发射和接收无线信号。

接地点3用于接地。

至少一个馈点2、至少一个接地点3与金属框1形成至少两个不同波长的天线5(图中未示出)。

其中，金属框1可以作为辐射体，在馈点2和接地点3的作用下形成能够发射和接收无线信号的天线5。根据馈点2和接地点3位置的不同，不同馈点2 发射或接收的无线信号能够途径金属框1的不同部分到达不同的接地点3，由于途径的金属框1的长度不同，从而最后形成的天线5的波长不同。

上述方案，通过在金属框1上至少设有一个馈点2和至少一个接地点3，至少一个馈点2、至少一个接地点3与金属框1能够形成至少两个不同波长的天线5，从而对于同一个金属框1而言，通过馈点2和接地点3的设置能够形成至少两个不同波长的天线5，故能够发射和接收至少两个不同波长的无线信号，有效利用自身具备的金属框1来设计天线5，节省了天线结构所占用的设计空间，同时接地点3的设置，也能有效对接收到的信号进行隔离，实现了提高天线5性能和利用率。

此外，在一个具体的实施例中，如图2所示，该天线结构可应用在智能穿戴设备中，智能穿戴设备还可包括电路板，电路板上可设有接地端、射频链路 7、匹配电路6、相关功能芯片(例如蓝牙模块或者GPS模块等)等。接地点3可以通过一定方式与电路板上的接地端电连接。馈点2可以通过一定方式与电路板上的匹配电路6电连接，并通过匹配电路6依次连接射频链路7、与无线信号相关的功能芯片(例如蓝牙模块或者GPS模块等)。

在本实用新型的可选实施例中，如图1所示，金属框1为圆环状。

其中，由于环状的金属框1没有拐角，从而可以避免因拐角而损失信号的情况，提高了信号的质量。

示例性的，如图3所示，馈点2和接地点3的数量均为一个；馈点2与接地点3将金属框1划分为第一框段11和第二框段12，第一框段11和第二框段 12的长度不同。

其中，由于第一框段11和第二框段12的长度不同，所以馈点2、接地点3 和第一框段11能够形成接收第一波长的天线5，馈点2、接地点3和第二框段 12能够形成用于接收第二波长的天线5，第一波长和第二波长的波长不同。因此，在只有一个接地点3和馈点2的情况下，同一个金属框1配合接地点3和馈点2能够形成两个不同波长的天线5，有效利用自身具备的金属框1来设计天线5，节省了天线结构所占用的设计空间，实现了提高天线5性能和利用率。

在本实用新型的可选实施例中，如图4所示，馈点2的数量为至少一个，接地点3的数量为两个，至少一个馈点2与一个接地点3之间的金属框1长度和该馈点2与另一个接地点3之间的金属框1的长度不同。

其中，通过设置两个接地点3，由于至少一个馈点2与一个接地点3之间的金属框1长度和该馈点2与另一个接地点3之间的金属框1的长度不同，所以至少能形成两个不同波长的天线5，即至少能够接收两个频段功能的天线5，实现了提高天线5性能和利用率。

在上述实施例的基础上，如图4所示，馈点2的数量为一个，接地点3的数量为两个，馈点2与一个接地点3之间的金属框1长度和馈点2与另一个接地点3之间的金属框1的长度不同。

其中，馈点2、一个接地点3和该馈点2与该接地点3之间的金属框1能够形成一个天线5，馈点2、另一个接地点3和该馈点2与该接地点3之间的金属框1能够形成另一个天线5，由于馈点2与一个接地点3之间的金属框1长度和馈点2与另一个接地点3之间的金属框1的长度不同，所以能够形成两个不同波长的天线5，即至少能够接收两个频段功能的天线5，此外，在金属框1 长度固定的情况下，通过在不同的位置设置两个接地点3，能够调整形成的两个天线5使其接收特定波长的信号，通用性较强。

在本实用新型的可选实施例中，如图5所示，至少一个接地点3和地之间设有调谐元件4。

其中，调谐元件4是使天线5在任何频率上有最大的辐射功率的部件，通过在至少一个接地点3和地之间设有调谐元件4，能够使设有调有调谐元件4 的接地点3、馈点2和该馈点2与该接地点3之间的金属框1形成的天线5实现以最大功率接收和发射的信号覆盖该天线5的整个频段，即实现了某个频段信号的全频段的最优性能的发射和接收。

其中，通过将调谐元件4设置在接地点3附近，由于调谐元件4远离IC端，能最大限度的降低对信号的损耗和防止地端的噪音信号对天线5接收信号的影响，另一方面，利用了调谐元件4的调谐频率的功能，并利用接地点3的隔离作用，将至少一频段和至少一频率信号的以最大功率方式的接收和发送整合至同一金属框1形成的天线5中，有效降低了天线5的复杂程度，提高了天线5 的利用率。

在本实用新型的可选实施例中，如图6所示，馈点2的数量为两个，两个馈点2为第一馈点21和第二馈点22，第一馈点21用于馈电以发射和接收第一频段的无线信号，第二馈点22用于馈电以发射和接收第二频段的无线信号。

接地点3的数量为两个，两个接地点3分别为第一接地点31和第二接地点 32。

第一馈点21和第二馈点22将金属框1划分为第三框段13和第四框段14。

第一接地点31设置在第三框段13上，第二接地点32设置在第四框段14 上。

第一接地点31将第三框段13划分为第一子框段131和第二子框段132，第一子框段131较第二子框段132靠近第一馈点21。

第二接地点32将第四框段14划分为第三子框段141和第四子框段142，第三子框段141较第四子框段142靠近第一馈点21。

第一子框段131和第三子框段141的长度不同，第二子框段132和第四子框段142的长度不同。

其中，由于第一接地点31将第三框段13划分为第一子框段131和第二子框段132，所以第一馈点21、第一接地点31和第一子框段131能够形成接收发射和接收第一频段的第一天线5，第二馈点22、第一接地点31和第二子框段 132能够形成接收发射和接收第二频段的信号的第二天线5。

第二接地点32将第四框段14划分为第三子框段141和第四子框段142，所以第一馈点21、第二接地点32和第三子框段141能够形成接收发射和接收第一频段的第三天线5，第二馈点22，第二接地点32和第四子框段142能够形成接收发射和接收第二频段的信号的第四天线5。由于第一子框段131和第三子框段141的长度不同，所以第一天线5和第三天线5的波长不同，即第一天线5和第三天线5能够接收两个不同频率频段的信号。由于第二子框段132和第四子框段142的长度不同，所以第二天线5和第四天线5能够接收两个不同频率频段的信号。

因此，通过设置两个馈点2和两个接地点3，仅通过一个金属框1实现了四个频率频段的信号的接收，实现了提高天线5性能和利用率。

例如，在一个具体的实施例中，第一馈点21用于发送和接收GPS频段的信号，第二馈点22用于发送和接收WIFI频段的信号，通过设置第一子框段131 和第三子框段141的长度，能够形成分别用于发送和接收GPS频段中L1和L5 频率的天线5。当然根据使用需求的不同，第一频段和第二频段也可为其他频段，例如LTE频段、5G频段、2.5G频段中的一种或多种。

此外，如图7所示，当该天线结构可应用在智能穿戴设备中，智能穿戴设备还包括电路板，电路板上可设有接地端、射频链路7、匹配电路6、相关功能芯片(例如蓝牙模块或者GPS模块等)等时。第一接地点31、第二接地点32可以通过一定方式与电路板上的接地端电连接。第一馈点21可以通过一定方式与电路板上的匹配电路6电连接，并通过匹配电路6依次连接射频链路7、与第一频段无线信号相关的第一频段控制芯片818(例如蓝牙模块)。第二馈点22可以通过一定方式与电路板上的匹配电路6电连接，并通过匹配电路6依次连接射频链路7、与第二频段无线信号相关的第二频段控制芯片828(例如GPS模块)。

在上述实施例的基础上，第一接地点31和/或第二接地点32与地之间设有调谐元件4。

其中，如图7所示，倘若第一接地点31和地之间设有调谐元件4，第一馈点21、第一接地点31和第一子框段131形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第一频段的信号，第二馈点22、第一接地点31和第二子框段132 形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第二频段的信号。第一馈点21、第二接地点32和第三子框段141形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第一频率信号，第二馈点22、第二接地点32和第四子框段142形成的天线5 能够以最大功率的方式接收或发射第二频率信号。

倘若第二接地点32和地之间设有调谐元件4，第一馈点21、第二接地点 32和第三子框段141形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第一频段的信号，第二馈点22、第二接地点32和第四子框段142形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第二频段的信号。第一馈点21、第一接地点31和第一子框段131形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第三频率信号，第二馈点22、第一接地点31和第二子框段132形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第四频率信号。

在本实用新型的可选实施例中，第一馈点21和/或第二馈点22与第一接地点31之间设有调谐元件4。

其中，如图8和图9所示，第一馈点21和第一接地点31之间设有调谐元件4时，第一馈点21、调谐元件4以及第一馈点21和调谐元件4之间的金属框1构成的天线5能够以最大的功率接收或发射第一频段的信号，第一馈点21、第二接地点32和第三子框段141形成的天线5能够以最大的功率接收第一频率信号，第二馈点22、第二接地点32和第四子框段142形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第二频率信号。第二馈点22、第一接地点31和第二子框段132形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第四频率信号。

第二馈点22和第一接地点31之间设有调谐元件4时，第二馈点22、调谐元件4和第二馈点22和调谐元件4之间的金属框1构成的天线5能够以最大的功率接收或发射第二频段的信号，第一馈点21、第二接地点32和第三子框段 141形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第一频率信号，第二馈点 22、第二接地点32和第四子框段142形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第二频率信号，第一馈点21、第一接地点31和第一子框段131形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第三频率信号。

在本实用新型的可选实施例中，第一馈点21和/或第二馈点22与第二接地点32之间设有调谐元件4。

其中，第一馈点21和第二接地点32之间设有调谐元件4时，第一馈点21、调谐元件4以及第一馈点21和调谐元件4之间的金属框1构成的天线5能够以最大的功率接收或发射第一频段的信号，第二馈点22、第二接地点32和第四子框段142形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第二频率信号。第一馈点21、第一接地点31和第一子框段131形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第三频率信号。第二馈点22、第一接地点31和第二子框段132 形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第四频率信号。

第二馈点22和第二接地点32之间设有调谐元件4时，第二馈点22、调谐元件4和第二馈点22和调谐元件4之间的金属框1构成的天线5能够以最大的功率接收或发射第二频段的信号，第一馈点21、第二接地点32和第三子框段 141形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第一频率信号，第一馈点 21、第一接地点31和第一子框段131形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第三频率信号，第二馈点22、第一接地点31和第二子框段132形成的天线5能够以最大功率的方式接收或发射第四频率信号。

实施例二

本实用新型实施例二还提供了一种智能穿戴设备，智能穿戴设备包括设备本体和本发明任一实施例的天线结构。

在一个具体的实施例中，智能穿戴设备可为智能手表、智能手环等，设备本体对应的可为手表本体、手环本体等。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括金属框(1)，所述金属框(1)上至少设有一个馈点(2)和至少一个接地点(3)；

所述馈点(2)用于馈电以发射和接收无线信号；

所述接地点(3)用于接地；

至少一个所述馈点(2)、至少一个所述接地点(3)与所述金属框(1)形成至少两个不同波长的天线(5)。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述馈点(2)和所述接地点(3)的数量均为一个；

所述馈点(2)与所述接地点(3)将所述金属框(1)划分为第一框段(11)和第二框段(12)，所述第一框段(11)和所述第二框段(12)的长度不同。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述馈点(2)的数量为至少一个，所述接地点(3)的数量为两个，至少一个所述馈点(2)与一个所述接地点(3)之间的所述金属框(1)长度和该所述馈点(2)与另一个所述接地点(3)之间的所述金属框(1)的长度不同。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述馈点(2)的数量为一个。

5.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述馈点(2)的数量为两个，两个馈点(2)为第一馈点(21)和第二馈点(22)，所述第一馈点(21)用于馈电以发射和接收第一频段的无线信号，所述第二馈点(22)用于馈电以发射和接收第二频段的无线信号；

所述接地点(3)的数量为两个，两个接地点(3)分别为第一接地点(31)和第二接地点(32)；

所述第一馈点(21)和所述第二馈点(22)将所述金属框(1)划分为第三框段(13)和第四框段(14)；

所述第一接地点(31)设置在所述第三框段(13)上，所述第二接地点(32)设置在所述第四框段(14)上；

所述第一接地点(31)将所述第三框段(13)划分为第一子框段(131)和第二子框段(132)，所述第一子框段(131)较所述第二子框段(132)靠近所述第一馈点(21)；

所述第二接地点(32)将所述第四框段(14)划分为第三子框段(141)和第四子框段(142)，所述第三子框段(141)较所述第四子框段(142)靠近所述第一馈点(21)；

所述第一子框段(131)和所述第三子框段(141)的长度不同，所述第二子框段(132)和所述第四子框段(142)的长度不同。

6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述金属框(1)为圆环状。

7.根据权利要求1至4或6中任一项所述的天线结构，其特征在于，至少一个所述接地点(3)和地之间设有调谐元件(4)。

8.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述第一接地点(31)和/或所述第二接地点(32)与地之间设有调谐元件(4)。

9.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述第一馈点(21)和/或第二馈点(22)与所述第一接地点(31)之间设有调谐元件(4)；

和/或，所述第一馈点(21)和/或第二馈点(22)与所述第二接地点(32)之间设有调谐元件(4)。

10.一种智能穿戴设备，其特征在于，包括设备本体和权利要求1-9中任一项所述的天线结构。

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